Особенности механизмов ЭТУ

Механическое оборудование ЭТУ предназначено для передачи механической энергии двигателей к рабочим органам, выполняющим требуемую согласно технологическому процессу полезную работу перемещения: электродов, слитков, жидкого металла, самих печей, их отдельных частей и т. д. Вследствие многообразия конструктивного выполнения механического оборудования ЭТУ при разработке конструкций электрических печей используют, как правило, индивидуальный подход к созданию всех элементов, в том числе и механического оборудования с учетом общих методов и требований.
При построении механизмов ЭТУ, расчете и выборе их элементов следует исходить из предъявляемых к ним требований, главными из которых являются: выполнение необходимого технологического процесса; максимально возможная простота при монтаже, эксплуатации и ремонтах оборудования; надежность и экономичность; минимально возможные массо-габаритные показатели всего механизма и его элементов; максимальное использование в механизме типовых унифицированных элементов и их комбинаций.
Удовлетворение этих требований, как правило, связано с преодолением ряда противоречий, и принятие решения нередко требует серьезных исследований, технико-экономических сопоставлений различных возможных вариантов. Эти исследования и расчеты проводятся на основе кинематических и конструктивных схем, которые являются неотъемлемой частью конструкторской документации, необходимой при проектировании, монтаже и эксплуатации промышленных ЭТУ.
Под кинематической схемой понимают изображение механизма или привода с применением условных обозначений звеньев и кинематических пар с отображением связи и взаимодействия подвижных элементов устройства. В кинематическую схему привода входит источник механической энергии — двигатель. Тип и характеристики двигателя, а также структура и параметры кинематической цепи механизма определяют требуемое технологией движение рабочего органа.
На кинематической схеме показывают все элементы механизма и привода и связи между ними, направление и характер скоростей, действующих моментов и сил, а в некоторых случаях — и геометрические размеры элементов, оказывающие влияние на количественные и качественные показатели преобразования," передачи и распределения механической энергии, передаточные отношения между элементами механизма и т. д., что удобно при анализе и синтезе электромеханических систем.
Анализ механической части привода включает в себя кинематический расчет механизма (определение взаимного положения звеньев механизма, характера их движения с количественными оценками, построение планов их скоростей и ускорений) и силовой расчет механизма (определение сил и моментов, действующих на элементы кинематической цепи, реакций в опорах и кинематических парах как в режимах установившегося движения, так и в динамике— при разбегах, торможении, набросе нагрузки и т. д.). В большинстве случаев кинематический расчет применяемых в ЭТУ механизмов сводится к определению передаточных отношений зубчатых, винтовых, гибких передач по заданным значениям скоростей входного и выходного элементов передачи или к решению обратной задачи: расчету скорости одного из элементов передачи при заданных скорости другого элемента и передаточного отношения передачи. Формулы для расчета передаточных отношений наиболее распространенных в ЭТУ передач приведены в табл. 1.1.
Построение планов скоростей и ускорений целесообразно проводить для механизмов, в которых скорость и ускорение его элементов зависят не только от скорости и ускорения ведущего элемент?], но и от пространственного положения элементов механизма. К ним относятся кривошипно-шатунные механизмы, широко применяемые в толкателях термообрабатываемых изделий в печь и таскателях этих изделий из печи, кулачковые механизмы. На рис. 1.1 приведена простейшая кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма толкателя и план скоростей и ускорений, где каждому положению кривошипа соответствуют точки на плане скоростей и ускорений толкателя.
На рис. 1.2 приведены кинематическая и конструктивная схемы винтового механизма перемещения кристаллизатора в печах электрошлакового переплава. Приведенных на кинематической схеме рис. 1.2,а данных достаточно для проведения расчета скоростей и характера движения отдельных звеньев цени и рабочего органа.